Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Virtuelle Operationsplanung Operationsplanung mit neuen computerasistierten Operationssystem

01.07.2002

Aufbauend auf den wissenschaftlichen und klinischen Forschungen im Rahmen der interdisziplinären Arbeitgruppe "Bildgestützte chirurgische Navigation IGSN" in Kooperation mit der Fa. BrainLAB konnte ein Navigationssystem zur Planung und Durchführung computerassistierter Operationen angeschafft werden. Dabei wurde das Universitätsklinikum Leipzig als eines der weltweit verteilten Referenzzentren der Fa. BrainLAB ausgewählt.

Aufbauend auf den wissenschaftlichen und klinischen Forschungen im Rahmen der interdisziplinären Arbeitgruppe "Bildgestützte chirurgische Navigation IGSN" in Kooperation mit der Fa. BrainLAB konnte ein Navigationssystem zur Planung und Durchführung computerassistierter Operationen angeschafft werden. Dabei wurde das Universitätsklinikum Leipzig als eines der weltweit verteilten Referenzzentren der Fa. BrainLAB ausgewählt.

Mit diesem Gerät arbeiten die Kliniken für Unfall und Wiederherstellungschirurgie und Hals-, Nasen- Ohren-Heilkunde/Plastische Operationen der Universität Leipzig haben, die damit Operationen an den Nasennebenhöhlen, der vorderen und seitlichen Schädelbasis sowie im Bereich der Wirbelsäule durchführen können.

Die virtuelle Planung von Operationsschritten

Eine Operation in der Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirugie. Auf dem ersten Blick eine Operation wie jede andere. Auf dem OP-Tisch liegt eine Frau mit einem großen Schnitt entlang der Wirbelsäule. Darum herum vollkonzentrierte Chirurgen, Anästhesisten, Op-Schwestern - alle in grüner Operationstracht. Ihr Arbeitsfeld wird hell erleuchtet von einer leistungsfähigen Operationslampe. Die knappen Anweisungen des Chef-Chirurgen genügen dem eingespielten Team, damit alles ordnungsgemäß verläuft.

Und doch ist etwas anders. Immer wieder schauen die Chirurgen von der Patientin weg auf einem Bildschirm über dem Operationstisch. Man sieht ein Röntgenbild von der Wirbelsäule und eine große Schraube, die zwei Wirbel miteinander verbinden soll. Die Schraube wechselt immer wieder ihre Position, liegt mal senkrecht, mal schräger - die Chirurgen sind nicht ganz zufrieden. Erst mit einer kürzeren Schraube scheint das Ergebnis perfekt. "Die Lageänderungen der Schraube, die Sie hier sehen, werden rein virtuell vorgenommen", erklärt Prof. Dr. Christoph Josten, Direktor der Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie. "Dies ist der große Vorteil des neuen Computernavigationssystems, über das wir jetzt verfügen. Wir können nicht nur am Bildschirm verfolgen, wo wir uns mit unseren Instrumenten gerade befinden, sondern wir können bestimmte Operationschritte virtuell simulieren."

Das Verschrauben der Wirbel wird so zu einem rein technischen Handgriff, der zwar nach wie vor die geschickten Hände des Operateurs voraussetzt, aber das Risiko des Eingriffes und eventueller Komplikationen wesentlich reduziert. "Wir mußten bei komplizierten Operationen bisher ausschließlich auf das Geschick und die Erfahrung des Chirurgen und manchmal auch auf ein bißchen Glück bauen", so Josten. "Bestimmte Krankheitsbilder konnten wegen des zu hohen Risikos einer Rückenmarksverletzung gar nicht operiert werden. Die Sicherheitsspanne ist wesentlich größer geworden. Für jeden Patienten, dem wir mit dieser neuen Technik nunmehr helfen können, bedeutet das Rückkehr zu ein bißchen mehr Normalität im Alltag."



Zur Zeit arbeiten die Unfallchirurgen an einem sogenannten Traumamodul, welches erlaubt, auch ausgedehntere Gelenkverletzungen minimal invasiv zu versorgen. Das neue Gerät konnte aufbauend auf den wissenschaftlichen und klinischen Forschungen im Rahmen der interdisziplinären Arbeitgruppe "Bildgestützte chirurgische Navigation IGSN" in Kooperation mit der Fa. BrainLAB angeschafft werden. Dabei wurde das Universitätsklinikum Leipzig als eines der weltweit verteilten Referenzzentren der Fa. BrainLAB ausgewählt.

Exakte Lokalisation des operativen Eingriffes

Das Gerät wird mit einigen Zusatzapparaturen auch für Operationen im sensiblen Kopfbereich eingesetzt. In der Hals-, Nasen- Ohrenheilkunde wird das Navigationssystem unter anderem routinemäßig bei Operationen im Bereich der Nasennebenhöhlen (die sogenannte Polyposis nasi et sinuum), bei Operationen der vorderen und seitlichen Schädelbasis (Akustikusneurinome, bösartige Tumoren) eingesetzt. In einer aktuell begonnenen Studie wollen die HNO-Experten unter Prof. Dr. Friedrich Bootz nachweisen, dass trotz größerer Radikalität bei der Entfernung von Tumoren im Bereich der Nasennebenhöhlen und der seitlichen Schädelbasis die Komplikationen (z. B. Erblindung, Verletzung der spinnenartigen Hirnhaut, von den Medizinern Duraverletzung genannt) geringer werden.

Die Leistungsfähigkeit des Navigationssystems führt Oberarzt Priv.-Doz. Dr. Jens Oeken, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen und Ohrenheilkunde, vor. Anhand einer CT-Aufnahme erläutert er die Ausgangssituation. Bei einem 45jährigen Patienten sind sämtliche Nasennebenhöhlen durch großflächige Polypen zugesetzt. Der Patient litt unter chronischen Entzündungen der Nasenschleimhaut mit Atembehinderungen, Kopfschmerz und Riechstörungen. Mit einem routinemäßigen Eingriff können die Polypen endonasal, d.h. über die Nasenöffnungen, entfernt werden.

Der Chirurg verwendet dazu ein Endoskop, mit dem er das Operationsfeld ausleuchten und aufnehmen kann. Auf einem Bildschirm erscheinen stark vergrößert die Polypen als blasenförmige weiße Gebilde, die Dr. Oeken nun mit Spezialzangen entfernen kann. Mit dem Endoskop tastet er sich von Hohlraum zu Hohlraum. Zwischendurch kommt immer wieder das neue Navigationsgerät zum Einsatz. Dieses gibt ihm auf einem zweiten Bildschirm den Überblick. Ein grüner Pfeil zeigt ihm hier, in welcher Nasennebenhöhle er sich gerade befindet und wie weit er von der Schädelbasis, der Augenhöhle sowie wichtigen Nerven- und Blutbahnen entfernt ist. Das Navigationsgerät übt eine Kontrollfunktion aus, indem es dem Chirurgen gewissermaßen die dritte Dimension zurückgibt, die durch die endoskopische Darstellung verlorengeht.

Möglich wird das durch eine dreischenklige Konstruktion, Priv.-Doz. Dr. Oeken nennt sie "Dreigestirn". Am Ende der Schenkel befindet sich jeweils eine reflektierende Kugel. Diese Kugeln werden durch zwei Mini-Kameras (quasi die "Augen des Navigationssystems") erfasst und können damit die Lage des Patienten exakt bestimmen. Bestimmte Zeigegeräte (sog. "Pointer") oder vorher speziell präparierte Instrumente können nun im OP-Gebiet verwendet werden. Ihre Lage ist über ein Fadenkreuz in drei Dimensionen (axiale, koronare und sagittale CT-Scans) auf dem Bildschirm des Navigationssystems sichtbar. Kenntnisse und Erfahrung des Chirurgen werden wirksam ergänzt durch unbestechliche Technik als zusätzliche Sicherheitsfaktoren. Komplikationen wie Erblindung oder Hirnverletzungen können so weitgehend ausgeschlossen werden. Für unseren Patienten bedeutet die erfolgreiche Operation wiedergewonnene Lebensqualität.

Interdisziplinäre Nutzung der neuen Technik

In einem Pilotprojekt sollen nun neben der Klinikums-Radiologie auch die niedergelassenen Radiologen in die zukünftige Navigationsplanung einbezogen werden. Ein entsprechender Workshop ist für das zweite Halbjahr 2002 geplant. Durch eine enge Kooperation mit der Klinik für Diagnostische Radiologie unter Prof. Dr. Thomas Kahn und der Klinik für Neurochirurgie unter Prof. Dr. Jürgen Meixensberger ist sowohl der reibungslos klinikinterne Ablauf (Bilderstellung, Übermittlung in das PACS) als auch die gemeinsame Planung und Durchführung schädelbasischirurgischer Eingriffe möglich.

Wissenschaftlich steht die Weiterentwicklung der in der interdisziplinären Arbeitsgruppe "Bildgestützte chirurgische Navigation" definierten Projekte unter Beteiligung nahezu aller chirurgischen Fächer unter wesentlicher Mitwirkung der Radiologie an. Im Vordergrund steht hier die präoperative Planung (Segmentierung und Visualisierung) und deren Einbindung in das intraoperative Navigationsszenario.

Außerdem beschäftigt sich die IGSN weltweit führend mit der Kombination konventioneller Navigationsverfahren und intraoperativer Bildgebung sowie der Anbindung eines Operationsroboters an die prä- und intraoperative Navigation in Zusammenarbeit mit der Klinik für Herzchirurgie unter Prof. Dr. Friedrich Mohr und Priv.-Doz. Dr. Volkmar Falk.

... mehr zu:
»BrainLAB »IGSN »Navigationssystem

Der Sprecher der interdisziplinären Arbeitsgruppe "Bildgestützte chirurgische Navigation", Prof. Meixensberger, Direktor der Klinik und Poliklinik für neurochirurgie, weist besonders auf die interdisziplinäre Kooperation hin, die es auszubauen gelte. Er lädt Interessierte sehr herzlich zur Kontaktaufnahme ein. So kann auch die 1. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie (CURAC), welche vom 04. - 05. Oktober 2002 unter der Präsidentschaft von Prof. Dr. F. Bootz in Leipzig stattfindet, ein hervorragendes Podium für wissenschaftliche Fortschritte in diesem Gebiet sein.

weitere Informationen: Prof. Dr. Christoph Josten und Prof. Dr. Friedrich Bootz
Telefon: 0341 97 17 300 und 0341 97 21 700
E-Mail: josten@medizin.uni-leipzig.de und boof@medizin.uni-leipzig.de



Dr. Bärbel Adams | idw

Weitere Berichte zu: BrainLAB IGSN Navigationssystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Methode der Eisenverabreichung
26.04.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Bestrahlung bei Hirntumoren? Eine neue, verlässlichere Einteilung erleichtert die Entscheidung
26.04.2017 | Universitätsklinikum Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie